磁阻式转速传感器原理 磁阻式转速传感器-全球百科

磁阻式转速传感器-全球百科

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磁阻式转速传感器包括无源和有源两种类型。前者应用已久，且较广泛，它的基本结构是由一根强磁棒，外绕绝缘铜丝线圈，装入不锈钢螺管内。当前端与旋转的导磁性能良好的测速齿轮盘靠近时，由于齿顶和齿谷交替移动，导致磁通量的交替变化，在线圈内感应电动势，通过电缆线输出正弦波电脉冲信号，电脉冲频率与旋转速度成正比，f=Cp×n/60，CP为传感器每转输出电脉冲个数，即为齿轮盘的齿数。正弦波的电脉冲信号电平与转速成正比，同时也受齿轮模数、材料导磁率及传感器前端与齿顶间隙的影响，间隙通常不可小于0.5mm，信号电平必须高于二次仪表允许的最低电平，通常为0.2~0.3V（有效值）。此参数决定了转速传感器与二次仪表配套测量的下限转速。

磁阻式转速传感器有高阻和低阻（即线圈的电阻值）两种类型。二次仪表的输入阻抗与此的比值也制约下限量程，输入阻抗越高，二次表的测速灵敏度越高，可测下限转速也越小。磁阻式测速传感器的测速下限不应大于100r/min，通常在50r/min上下，品质优良，且与二次表良好匹配的可测低至20r/min的转速，而较高转速的测量相对容易实现。优质产品可达2~3万转/min。

现代新发展的一种有源磁阻式测速传感器，在螺管内加装了对电脉冲信号的放大整形滤波电路，直接输出比供电电压低约0.3V的方波电脉冲信号，对其性能作了较大改进，可以测量高达20000r/min的转速。但因电子元器件不耐受高温，军用级的产品也只能达150℃，而耐高温漆包线可达350℃。

转速传感器安装与使用

电子式转速仪是一个比较笼统的概念：以现代电子技术为基础，设计制造的转速测量工具。它一般有传感器和显示器，有的还有信号输出和控制。因为传 感器和显示器件方面的多种多样，还有测量方法的多样性，很难像前五种一样来归类。这里将电子类转速计，从传感器和二次仪表分开来分类。如果从安装使用方式 上来分，还有就地安装式、台式、柜装式和便携式以及手持式。

转速传感器从原理（或器件）上来分，有磁电感应式、光电效应式、霍尔效应式、磁阻效应式、介质电磁感应式等。另外还有间接测量转速的转速传感 器：如加速度传感器（通过积分运算，间接导出转速），位移传感器通过微分运算，间接导出转速），等等。测速发电机和某些磁电传感器在线性区域，可以直接通 过交流有效值转转速表换，来测量转速 ；大多数都输出脉冲信号（近似正弦波或矩形波）。针对脉冲信号测转速的方法有：频率积分法（也就是F/V转换法，其直接结果是电压或电流），和频率运算法 （其直接结果是数字）。

应用

风力发电机轴转动速度的测量，在微小风力下，发电机的轴会发生转动，ZLS-Px转角传感器可对其实时非接触监控，反馈数据，确保稳定。

工件加工转速监控，在数控机床上实时监控工件的速度，有助于工件的精密加工。

钢管涂装转速监控。实时监控钢管的涂装速度，保证喷漆的均匀。

安装

在被测轴上安装一个用导磁材料（如铁、钢等）做的齿轮，齿轮加工成渐开线齿，模数大于2。霍尔、磁阻或电涡流传感器安装在测速支架上，径向对准齿轮。安装间隙在0.5～2mm之间。传感器的信号输出电缆为四芯屏蔽线。

引线说明：红色24V ，黑色 com ，黄色，信号输出1，绿色信号输出2，

一套带式过滤机上安装两个传动装置，一个传动装置安装在主动轮上，由主动轮带动传动装置，传动装置连动齿轮，通过测量齿轮的转速进而得出主动轮的转速；另一个传动装置由皮带带动传动装置，同时传动装置通过轴承带动齿轮，通过测量齿轮的转速来反应皮带的转速。最终根据测量到主动轮和皮带的转速进行比较，当皮带转速低于一定值时，即进行报警，同时输出开关量。

传动装置示意图如下：

图一 皮带测速示意图

图二 主动轮测速示意图

测量方案使用的具体方法

由两个传动装置带动转速齿轮分别测得主动轮的转速n1，皮带转速n2。当皮带转速n2低于主动轮转速n1的百分比小于某一数值时（例如，当n2≤n1*80%）时，即判定皮带打滑。此时皮带转速n2和主动轮转速n1已经通过转速的信号转换，转换成4-20mA的模拟量输出，通过控制柜里逻辑电路的比较，当达到临界值以后，控制柜会进行声光报警。

此方法需注意几点：

1、判定打滑的百分比应该经过多次数据记录以后进行统计得出。

2、对于n2低于n1的时间要有一定的控制，如果n2的突然性的变小不能判定为打滑。

3、对于变频的瞬间不能作为判定皮带打滑的时间节点，需转速稳定后才能进行判断。

使用的测量装置

主要部件：

1.霍尔转速传感器

霍尔转速传感器适合于低速运转的齿轮，是一种非接触式的传感器。采用磁敏效应，当金属齿经过齿轮传感器前端时，引起磁场变化，传感器元件检测到磁场变化，并转换成一个交变电信号，传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出良好的矩形脉冲信号，测量频率范围更宽，输出信号更精确稳定，安装简单，防油防水，同时根据现场腐蚀性强的特点，传感器材料采用316L不锈钢材料，同时引线采用防腐蚀耐油的AFPF材料引线。

2.智能转速监控仪

通过接收霍尔转速传感器的信号，对皮带的转速进行显示，同时可以设定报警值，当皮带的转速低于一定速度时（暂定为低于正常转速的80%），仪表报警信号灯亮起，同时输出一个开关量信号；仪表带有4-20mA的模拟量输出，转速信号可以转换成模拟量信号，与主轴转速模拟信号可以进行比较，作为一个判断皮带是否正常运转的参考值。

3、传动装置

传动装置是实现测量皮带转速的关键装置，传动装置一边轻靠在皮带上，另一边通过轴承与齿轮相连接，当皮带转动时，带动传动装置，传动装置通过轴承带动齿轮转动，通过测量齿轮转速来反映皮带的转速。主动轮测速的传动装置配一个压紧装置，内部有弹簧，前端的探杆可以伸缩。保持传动轮随时都与主动轮贴紧，防止由于主动轮的晃动引起的传动轮不能与主动轮相靠紧的现象出现。具体示意图见图二。

配件

传感器安装支架，用于固定转速传感器，通过锁紧螺母把转速传感器固定在支架上。

夹紧装置，用于固定传感器和传动装置，通过锁定螺母，固定在带式过滤机的外框架上

安装仪表的控制柜放置于中控室内，控制柜内放置8台转速仪表，同时对4套带式过滤机进行监测

图三 控制柜外形尺寸图

安装与使用

1、鉴于现场环境比较恶劣（腐蚀性强，盐分高），安装材料采用316L不锈钢（包括支架，夹紧装置）。

2、传感器安装完毕后，要进行试运行，待各部分稳定后，方可进行正常的工作。

3、转速传感器与齿轮的安装间隙在1mm-2mm之间，各部件均要安装牢固，保持皮带运行时能稳定测量，以确保测量得到的数据准确。注意对传感器的调教，使用了一段时间后要对安装间隙进行调教

4、传感器的引线走向尽量避开变频或者高频干扰的区域，同时引线一定要避免短路等情况的出现。

5、安装支架与转速传感器一体化安装，安装支架需要定期进行清理维护，转速传感器和齿轮配防护罩，防止碱水等油污污染，确保装置的使用寿命。

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